CN107797001A - 电容故障的检测方法、装置及风力发电机组 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电容故障的检测方法、装置及风力发电机组，检测方法包括：获取发电机组中支撑电容的初始等效串联电阻和经过预设时间段后的支撑电容的工作等效串联电阻；根据初始等效串联电阻和工作等效串联电阻，判断支撑电容是否失效。本发明提供的电容故障的检测方法、装置及风力发电机组，通过获取发电机组中支撑电容的初始等效串联电阻和工作等效串联电阻，并根据所获得的初始等效串联电阻和工作等效串联电容，即可准确、有效地判断支撑电容是否失效，有效地降低了人工成本和劳动成本，并且还提高了对支撑电容检测和判断的精确度和可靠性，保证了发电机组工作的稳定可靠性，进而提高了该检测方法的实用性，有利于市场的推广与应用。

Description

电容故障的检测方法、装置及风力发电机组

技术领域

本发明实施例涉及电力电子技术领域，尤其涉及一种电容故障的检测方法、装置及风力发电机组。

背景技术

在发电机组中，经常采用变流器使得发电机组中的电压、频率、相数和其他电量或特性发生变化；而为了保证变流器的正常使用效果，在发电机组中会设置有用于滤波的支撑电容；然而，随着发电机组使用时间的增长，发电机组中的支撑电容会出现漏液、鼓包、绝缘皮收缩或者破损等失效情况，严重时，支撑电容的失效可能会导致IGBT电路模块失效、变流柜起火，从而会给用户带来较大的经济损失。

因此，为了避免上述情况的产生，需要对发电机组中的支撑电容进行定期检测，现有技术中，检测支撑电容的方式通常为定期安排维护人员对支撑电容的使用状态进行观察，这样不仅增加了人工成本和劳动成本，并且由于支撑电容在发电机组中的分布情况，使得检测人员无法对每个支撑电容进行有效观察，进而降低了检测的精确度和可靠性。

发明内容

本发明实施例提供一种电容故障的检测方法、装置及风力发电机组，可以有效地克服现有技术中所存在的增加了人工成本和劳动成本、降低了检测的精确度和可靠性的问题。

本发明实施例的一方面提供了一种电容故障的检测方法，包括：

获取发电机组中支撑电容的初始等效串联电阻和经过预设时间段后的所述支撑电容的工作等效串联电阻；

根据所述初始等效串联电阻和所述工作等效串联电阻，判断所述支撑电容是否失效。

如上所述的电容故障的检测方法，所述根据所述初始等效串联电阻和所述工作等效串联电阻，判断所述支撑电容是否失效，具体包括：

若所述工作等效串联电阻大于或等于三倍的所述初始等效串联电阻，则确认所述支撑电容失效；或者，

若所述工作等效串联电阻小于三倍的所述初始等效串联电阻，则确认所述支撑电容处于正常工作状态。

如上所述的电容故障的检测方法，获取经过预设时间段后的所述支撑电容的工作等效串联电阻，具体包括：

获取所述发电机组中发电机的转速信息和所述发电机组中的直流母线的纹波电压信息；

根据所述转速信息和所述纹波电压信息确定所述工作等效串联电阻。

如上所述的电容故障的检测方法，所述根据所述转速信息和所述纹波电压信息确定所述工作等效串联电阻，具体包括：

获取所述直流母线的电压平均值信息；

根据所述电压平均值信息和所述纹波电压信息，确定所述电压平均值信息与所述纹波电压信息的比值信息σ；

采用最小二乘法对所述比值信息σ、所述转速信息n和所述工作等效串联电阻R进行拟合计算，获得公式R＝β₀+β₁n+β₂σ，其中，β₀、β₁和β₂为常数；

根据公式R＝β₀+β₁n+β₂σ确定所述工作等效串联电阻。

如上所述的电容故障的检测方法，所述根据公式R＝β₀+β₁n+β₂σ确定所述工作等效串联电阻，具体包括：

根据所述R＝β₀+β₁n+β₂σ，获得公式Y＝XB+U，其中， U为常数；

根据公式计算得到β₀、β₁和β₂，并根据所述β₀、β₁和β₂，确定所述工作等效串联电阻与所述转速信息、所述比值信息的关系式为R＝g(n,σ)；

根据所述公式R＝g(n,σ)确定所述工作等效串联电阻。

如上所述的电容故障的检测方法，在确认所述支撑电容失效之后，所述方法还包括：

向预设的报警装置发送告警信号。

本发明实施例的又一方面提供了一种电容故障的检测装置，包括：

采集模块，用于获取发电机组中支撑电容的初始等效串联电阻和经过预设时间段后的所述支撑电容的工作等效串联电阻；

处理模块，用于根据所述初始等效串联电阻和所述工作等效串联电阻，判断所述支撑电容是否失效。

如上所述的电容故障的检测装置，所述处理模块，具体用于：

若所述工作等效串联电阻大于或等于三倍的所述初始等效串联电阻，则确认所述支撑电容失效；或者，

若所述工作等效串联电阻小于三倍的所述初始等效串联电阻，则确认所述支撑电容处于正常工作状态。

如上所述的电容故障的检测装置，所述采集模块，具体用于：

获取所述发电机组中发电机的转速信息和所述发电机组中的直流母线的纹波电压信息；

根据所述转速信息和所述纹波电压信息确定所述工作等效串联电阻。

如上所述的电容故障的检测装置，所述采集模块，具体还用于：

获取所述直流母线的电压平均值信息；

根据所述电压平均值信息和所述纹波电压信息，确定所述电压平均值信息与所述纹波电压信息的比值信息σ；

采用最小二乘法对所述比值信息σ、所述转速信息n和所述工作等效串联电阻R进行拟合计算，获得公式R＝β₀+β₁n+β₂σ，其中，β₀、β₁和β₂为常数；

根据公式R＝β₀+β₁n+β₂σ确定所述工作等效串联电阻。

如上所述的电容故障的检测装置，所述采集模块，还用于：

在确定所述工作等效串联电阻R与所述发电机转速n、所述比值信息σ之间的函数关系为R＝β₀+β₁n+β₂σ之后，根据所述R＝β₀+β₁n+β₂σ，获得公式Y＝XB+U，其中，U为常数；

根据公式计算得到β₀、β₁和β₂，并根据所述β₀、β₁和β₂，确定所述工作等效串联电阻与所述转速信息、所述比值信息的关系式为R＝g(n,σ)；

根据所述公式R＝g(n,σ)确定所述工作等效串联电阻。

如上所述的电容故障的检测装置，所述处理模块，还用于在确认所述支撑电容失效之后，向预设的报警装置发送告警信号。

本发明实施例的再一方面提供了一种风力发电机组，包括上述的电容故障的检测装置。

本发明提供的电容故障的检测方法、装置及风力发电机组，通过获取发电机组中支撑电容的初始等效串联电阻和工作等效串联电阻，并根据所获得的初始等效串联电阻和工作等效串联电容，即可准确、有效地判断支撑电容是否失效，有效地降低了人工成本和劳动成本，并且还提高了对支撑电容检测和判断的精确度和可靠性，保证了发电机组工作的稳定可靠性，进而提高了该检测方法的实用性，有利于市场的推广与应用。

附图说明

图1为本发明一实施例提供的一种电容故障的检测方法的流程示意图；

图2为本发明另一实施例提供的一种电容故障的检测方法的流程示意图；

图3为本发明又一实施例提供的一种电容故障的检测方法的流程示意图；

图4为本发明一实施例提供的一种电容故障的检测装置的结构示意图；

图5为本发明一实施例提供的一种支撑电容故障检测装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

图1为本发明一实施例提供的一种电容故障的检测方法的流程示意图；参考附图1可知，本实施例提供了一种电容故障的检测方法，该检测方法用于对电容的工作状态进行有效判断，具体的，该检测方法包括：

S11：获取发电机组中支撑电容的初始等效串联电阻和经过预设时间段后的支撑电容的工作等效串联电阻；

一般情况下，发电机组中会采用Boost升压电路，而支撑电容为Boost电路的滤波电容，支撑电容会随着使用时间的增长发生退化现象，支撑电容最明显的退化为由于电容电解液的损失引起的等效串联电阻的增大和电容值的减少，同时，等效串联电阻的存在将导致支撑电容的功率损耗，进而使得支撑电容的核温升高，加速支撑电容的退化；因此，等效串联电阻为判断支撑电容工作状态的重要参数。

另外，本实施例中的发电机组中的支撑电容可以因发电机组的架构包括多种类型，例如支撑电容可以包括：发电机组中的直流正母排与O排之间的第一支撑电容、发电机组中的直流负母排与O排之间的第二支撑电容，此时，相对应的，初始等效串联电阻包括：发电机组中的直流正母排与O排之间的第一支撑电容的第一初始等效电阻、发电机组中的整流负母排与O排之间的第二支撑电容的第二初始等效电阻；与支撑电容相对应的，工作等效串联电阻可以包括：发电机组中的直流正母排与O排之间的第一支撑电容的第一当前等效电阻、发电机组中的整流负母排与O排之间的第二支撑电容的第二当前等效电阻，其中，需要注意的是，无论是哪种类型的支撑电容，均可以采用相同的方式获取等效串联电阻和工作等效串联电阻，而对于具体获取初始等效串联电阻和工作等效串联电阻的具体方式不做限定，本领域技术人员可以通过检测装置(例如：LCR测试仪等)直接检测获取支撑电容的初始等效串联电阻或工作等效串联电阻等；当然的，本领域技术人员还可以采用其他方式获取初始等效串联电阻和工作等效串联电阻。

此外，值得说明的是，该实施例中所说的初始等效串联电阻为发电机组启动后进入正常工作状态时的初始等效串联电阻，由于发电机组在初始启动时，电路中会存在较大的启动电压，此时，为了避免对支撑电容检测的准确可靠性，将发电机组启动后并进入平稳状态时的等效串联电阻定义为初始等效串联电阻，进而有效地保证了对电容故障检测的精确可靠性。

S12：根据初始等效串联电阻和工作等效串联电阻，判断支撑电容是否失效。

需要注意的是，在对单独某一个支撑电容的工作状态进行判断时，所根据的初始等效串联电阻和工作等效串联电阻为与上述单独的支撑电容相对应的初始等效串联电阻和工作等效串联电阻；另外，本实施例对于根据初始等效串联电阻和工作等效串联电容确定支撑电容是否失效的具体分析过程不做限定，本领域技术人员可以根据具体的设计需求进行设置，例如:将分析处理过程设置为将初始等效串联电阻与工作等效串联电阻输入到相应的对比公式模型中，若满足公式模型的某种条件，则可以判断支撑电容是否失效；当然的，本领域技术人员还可以采用其他方式来通过该初始等效串联电阻和工作等效串联电阻判断支撑电容的工作状态，只要能够准确、可靠地判断支撑电容是否失效即可，在此不再赘述。

本实施例提供的电容故障的检测方法，通过获取发电机组中支撑电容的初始等效串联电阻和工作等效串联电阻，并根据所获得的初始等效串联电阻和工作等效串联电容，即可准确、有效地判断支撑电容是否失效，有效地降低了人工成本和劳动成本，并且还提高了对支撑电容检测和判断的精确度和可靠性，保证了发电机组工作的稳定可靠性，进而提高了该检测方法的实用性，有利于市场的推广与应用。

图2为本发明另一实施例提供的一种电容故障的检测方法的流程示意图；在上述实施例的基础上，继续参考附图1-2可知，本实施例对于根据初始等效串联电阻和工作等效串联电阻，判断支撑电容是否失效的具体判断策略不做限定，本领域技术人员可以根据具体的设计需求进行设置，其中，经过发明人长期的探索与研究发现，工作等效串联电阻会随着使用时间的增长而不断增加，而当工作等效串联电阻增加到初始等效串联电阻的三倍左右时，此时的支撑电容基本处于失效状态，因此，将根据初始等效串联电阻和工作等效串联电阻，判断支撑电容是否失效，设置为具体包括：

S121：若工作等效串联电阻大于或等于三倍的初始等效串联电阻，则确认支撑电容失效；或者，

随着支撑电容使用时间的增长，工作等效串联电阻会不断增加，当工作等效串联电阻增加到大于或者等于三倍的初始等效串联电阻时，则可以确认此时的支撑电容失效；其中，用户可以根据具体的设计需求进行设置判断时间周期，例如，可以将判断时间周期设置为1h、2h或者30min等等，那么，根据预先设置的判断时间周期，会将所采集的工作等效串联电阻与初始等效串联电阻进行比较，这样有效地实现了对支撑电容工作状态进行有效地自动监控，提高了该检测方法的实用性。

S122：若工作等效串联电阻小于三倍的初始等效串联电阻，则确认支撑电容处于正常工作状态。

随着支撑电容使用时间的增长，工作等效串联电阻会不断增加，当工作等效串联电阻小于三倍的初始等效串联电阻时，则可以确认此时的支撑电容处于正常工作状态。

通过将工作等效串联电阻与三倍的初始等效串联电阻进行对比，根据对比结果可以有效地判断支撑电容的工作状态，提高了对支撑电容工作状态判断的准确可靠性，进一步提高了该检测方法使用的精确度。

图3为本发明又一实施例提供的一种电容故障的检测方法的流程示意图；在上述实施例的基础上，继续参考附图1-3可知，本实施例对于具体获取工作等效串联电阻和初始等效串联电阻的具体方式不做限定，其中，本领域技术人员可以根据具体的设计需求采用相同的获取方式来获取工作等效串联电阻和初始等效串联电阻，为了提高获取工作等效串联电阻和初始等效串联电阻的精确度，可以将获取经过预设时间段后的支撑电容的工作等效串联电阻，设置为具体包括：

S111：获取发电机组中发电机的转速信息和发电机组中的直流母线的纹波电压信息；

对于发电机的转速信息而言，可以将发电机上设置有转速传感器，通过转速传感器获取到转速信息，而对于纹波电压信息而言，纹波电压是直流电压的交流份量，用峰峰值表示纹波电压的大小，例如：以发电机组7s数据作为依托，计算发电机组转速为n时的直流电压的纹波电压为：U＝U_max-U_min，其中，U_max为所获取的波形数据的最大值，U_min为所获取的波形数据的最小值，即通过获取波形数据的最大值和最小值即可获取到纹波电压信息；

另外，纹波电压信息可以根据发电机组的架构包括多个类型，例如，纹波电压信息可以包括：直流母线正电压的正纹波电压信息和直流母线负电压的负纹波电压信息；当然的，无论是正纹波电压信息还是负纹波电压信息，均可以采用相同的方式来获取计算。

S112：根据转速信息和纹波电压信息确定工作等效串联电阻。

其中，本实施例中对于根据转速信息和纹波电压信息确定工作等效串联电阻的具体确定方式不做限定，本领域技术人员可以根据具体的设计需求进行设置，其中，较为优选的，可以将根据转速信息和纹波电压信息确定工作等效串联电阻，设置为具体包括：

S1121：获取直流母线的电压平均值信息；

其中，对于发电机组而言，发电机组中的发电机转速不同，发电机组的运行功率不同，在不同功率下，直流母线电压的平均值和纹波电压不同，因此，可以根据均值定理，获取电压平均值信息，例如：同样以发电机组7s数据作为依托，计算发电机转速为n时的电压平均值信息为：其中，N为采样点数，u(i)为直流母线电压的第i个采样点；其中，直流母线的电压平均信息可以根据直流母线的架构包括多种类型：例如，包括直流母线正电压的平均值信息和直流母线负电压的平均值信息等，而无论对于那种类型的电压平均信息，均可以采用上述方式来获取。

S1122：根据电压平均值信息和纹波电压信息，确定电压平均值信息与纹波电压信息的比值信息σ；

在电压平均值信息可以包括正电压平均值信息和负电压平均值信息时，比值信息可以包括直流母线正电压平均值与纹波电压信息的比值信息和直流母线负电压平均值与纹波电压的比值信息。

S1123：采用最小二乘法对比值信息σ、转速信息n和工作等效串联电阻R进行拟合计算，获得公式R＝β₀+β₁n+β₂σ，其中，β₀、β₁和β₂为常数；

其中，最小二乘法是通过最小化误差的平均和来寻找与数据匹配的最佳函数，利用最小二乘法可以简单地求得位置的数据，并使得所求的数据与实际数据之间的误差的平方和最小，因此，通过最小二乘法对提取到的特征参数进行拟合计算，可以得到工作等效串联电阻与转速信息和比值信息的变化关系，并可以有效地预测未来某时刻的参数值。

S1124：根据公式R＝β₀+β₁n+β₂σ确定工作等效串联电阻。

其中，对于发电机组而言，可以包括多个等效串联电阻信息，例如可以包括直流正母排与O排之间的工作等效串联电阻、直流负母排与O排之间的工作等效串联电容以及直流正母排与直流负母排之间的工作等效串联电阻，其中，对于上述三种类型的工作等效串联电阻信息均可以采用上述方式来计算获取；另外，由于上述公式中的β₀、β₁和β₂为常数，因此，为了更加准确地获得工作等效串联电阻，将根据公式R＝β₀+β₁n+β₂σ确定工作等效串联电阻，设置为具体包括：

S11241：根据R＝β₀+β₁n+β₂σ，获得公式Y＝XB+U，其中， U为常数；

S11242：根据公式计算得到β₀、β₁和β₂，并根据β₀、β₁和β₂，确定工作等效串联电阻与转速信息、比值信息的关系式为R＝g(n,σ)；

S11243：根据公式R＝g(n,σ)确定工作等效串联电阻。

通过上述矩阵推到过程，可以有效地获得工作等效串联电阻与转速信息和比值信息的函数关系，通过上述函数关系，可以准确、有效地获得工作等效串联电阻，有效地提高了工作等效串联电阻获取的精确可靠性，进而保证了该检测方法判断的准确可靠性。

在上述实施例的基础上，继续参考附图1-3可知，在经过判断电容出现故障后，为了避免发电机组发生火灾等事故情况，在确认支撑电容失效之后，将方法设置为还包括：

S123：向预设的报警装置发送告警信号。

其中，报警装置包括：LED灯和/或蜂鸣器，并且LED灯可以为多个，并且报警装置可以单独包括LED灯，即在确定支撑电容失效之后，通过LED灯闪亮来提示用户支撑电容处于失效状态，另外，当需要对发电机组中的多个支撑电容进行故障检测时，为了方便提醒用户具体故障支撑电容的位置，可以将每一路支撑电容预先与报警装置中的不同颜色的LED灯进行连接，用户可以通过LED灯闪亮的颜色判断具体发生故障的支撑电容；报警装置可以单独包括蜂鸣器，即在确定支撑电容失效之后，通过蜂鸣器鸣叫来提示用户电容处于失效状态；或者，报警装置还可以包括LED灯和蜂鸣器，即在确定支撑电容失效之后，通过蜂鸣器鸣叫以及LED灯闪亮来提示用户电容处于失效状态，具体的报警装置的结构可以根据用户需求进行设置，只要能够起到告警、提示的作用即可。

通过设置的报警装置，在发现支撑电容失效后，对用户进行报警提醒，使得用户可以及时更换并对支撑电容进行检修，有效地避免IGBT电路模块失效、变流柜起火等事故情况的产生，进而减少了人力、物力和财力的浪费与损失，有效地提高了该电容故障的检测方法的实用性，有利于市场的推广与应用。

具体应用时，假设支撑电容故障的判断时间周期为30min，并且，对于发电机组而言，发电机组中包括发电机组中的直流正母排与O排之间的第一支撑电容的第一初始等效电阻R₁、发电机组中的整流负母排与O排之间的第二支撑电容的第二初始等效电阻R₂，那么，每30min时，会将R₁和R₂分别与第一初始等效串联电阻R₁(0)和第二初始等效串联电阻R₂(0)进行比较；当R₁≥3R₁(0)时，表示直流正母排与O排之间的第一支撑电容存在失效情况；当R₂≥3R₂(0)时，表示直流负母排与O排之间的第一支撑电容存在失效情况。

附图5提供了一种支撑电容故障检测装置的结构示意图，参考附图5可知，该支撑电容故障检测装置主要包括采样电路、辅助电源电路、处理器及通讯接口，其中，处理器为TMS320F2812，并将处理器TMS320F2812的SCI接口通过MAX232芯片转换，实现异步串行通信；处理器TMS320F2812的供电电压为3.3V，运算放大器的供电电压为±15V；采用开关电压调节器LM3596将24V转换为3.3V供处理器使用，采用DC/DC电源模块MDA5-24D15将24V转换为±15V供霍尔电压传感器、运算放大器使用。

而对于发电机组的连接方式而言，可以将端口J1与发电机组的连接方式设置为：端口J1-1与机组X24V1.5连接；端口J1-2与机组X0V1.5连接；端口J1-3与机组高压IO板1脚连接；端口J1-4与机组高压IO板2脚连接；端口J1-5与机组高压IO板3脚连接；端口J1-6与机组高压IO板2脚连接；端口J1-7与机组传感器Overspeed模块4脚连接，进而完成了检测装置的硬件架构。

对于上述检测装置而言，该检测装置包括用于采集数据的采集电路，具体的，采样电路包括用于采集直流母线正电压的正电压采样电路(包括：电阻R₁、电压传感器、运算放大器、电阻R₃和电阻C₁等)、用于采集直流母线负电压的负电压采样电路(包括：电阻R₄、电压传感器、运算放大器、电阻R₆和电阻C₂等)以及用于采集发电机转速信息的转速采样电路(包括：电阻R₈、电阻R₁₀、运算放大器、电阻R₉等)。

具体在采集数据信息时，在机组运行状态下，将各状态量的实时值进行采集和存储；具体包括发电机转速、直流母线正电压以及直流母线负电压；发电机转速可以通过传感器Overspeed模块采集后经过差分比例运算电路送至处理器，直流母线正电压和直流母线负电压通过霍尔电压传感器采集后经过电压跟随器然后送至处理器；具体的，可以每10s采集一次直流母线正电压、直流母线负电压以及发电机转速，每30mins进行一次特征参数提取，通过已建立好的公式计算出当前机组的第一初始等效电阻R₁和第二初始等效电阻R₂，与第一初始等效串联电阻R₁(0)和第二初始等效串联电阻R₂(0)进行比较，若当R₁≥3R₁(0)时，表示直流正母排与O排之间的第一支撑电容存在失效情况，报警灯红灯亮(即L₁闪亮)；当R₂≥3R₂(0)时，表示直流负母排与O排之间的第一支撑电容存在失效情况，报警灯黄灯亮(即L₂闪亮)，同时还可以将该时刻前30mins的采集数据及分析结果生成列表上传,具体格式可以参考表1和表2：

Time(s)	Udc+	Udc-	n
				-1800
-1790
				-1780
…
				0

表1：数据采集表

Result

Uave+

Uave-

Upp+

Upp-

δ1

δ2

R1

R2

R1(0)

R2(0)

Value

表2：结果对比分析表

通过上述数据采集表和结果对比分析表，可以清楚、直观的了解到通过该检测方法所采集的数据信息，便于用户查看发电机组中的各个部件的工作状态，并且可以快速、准确地判断支撑电容是否出现故障，有效地提高了该电容故障的检测方法检测的准确可靠性，有利于市场的推广与应用。

图4为本发明一实施例提供的一种电容故障的检测装置的结构示意图；参考附图4可知，本实施例提供了一种电容故障的检测装置，该检测装置用于判断电容是否出现故障，具体的，包括：

采集模块1，用于获取发电机组中支撑电容的初始等效串联电阻和经过预设时间段后的支撑电容的工作等效串联电阻；

本实施例对于采集模块1的具体形状结构不做限定，本领域技术人员可以根据其实现的功能对其进行任意设置，例如，可以将采集模块1设置为传感器或者为LCR测试仪等，只要能够实现上述功能效果即可，在此不再赘述；另外，该采集模块1所实现的操作步骤的实现过程以及实现效果与上述实施例中步骤S11中的实现过程以及实现效果相同，具体可参考上述陈述内容，在此不再赘述。

处理模块2，用于根据初始等效串联电阻和工作等效串联电阻，判断支撑电容是否失效。

本实施例对于处理模块2的具体形状结构不做限定，本领域技术人员可以根据其实现的功能对其进行任意设置，例如，可以将处理模块2设置为中央处理器CPU等，只要能够实现上述功能效果即可，在此不再赘述；另外，该处理模块2所实现的操作步骤的实现过程以及实现效果与上述实施例中步骤S12中的实现过程以及实现效果相同，具体可参考上述陈述内容，在此不再赘述。

本实施例提供的电容故障的检测装置，通过采集模块1获取发电机组中支撑电容的初始等效串联电阻和工作等效串联电阻，并通过处理模块2根据所获得的初始等效串联电阻和工作等效串联电容，即可准确、有效地判断支撑电容是否失效，有效地降低了人工成本和劳动成本，并且还提高了对支撑电容检测和判断的精确度和可靠性，保证了发电机组工作的稳定可靠性，进而提高了该检测装置的实用性，有利于市场的推广与应用。

在上述实施例的基础上，继续参考附图4可知，本实施例对于处理模块2具体根据初始等效串联电阻和工作等效串联电阻，判断支撑电容是否失效的具体判断策略不做限定，本领域技术人员可以根据具体的设计需求进行设置，其中，经过发明人长期的探索与研究发现，工作等效串联电阻会随着使用时间的增长而不断增加，而当工作等效串联电阻增加到初始等效串联电阻的三倍左右时，此时的支撑电容基本处于失效状态，因此，将处理模块2，设置为具体用于：

若工作等效串联电阻大于或等于三倍的初始等效串联电阻，则确认支撑电容失效；或者，

若工作等效串联电阻小于三倍的初始等效串联电阻，则确认支撑电容处于正常工作状态。

本实施例中处理模块2所实现的操作步骤的实现过程以及实现效果与上述实施例中步骤S121和S122中的实现过程以及实现效果相同，具体可参考上述陈述内容，在此不再赘述。

通过将工作等效串联电阻与三倍的初始等效串联电阻进行对比，根据对比结果可以有效地判断支撑电容的工作状态，提高了对支撑电容工作状态判断的准确可靠性，进一步提高了该检测装置使用的精确度。

在上述实施例的基础上，继续参考附图4可知，本实施例对于采集模块1具体获取工作等效串联电阻和初始等效串联电阻的具体方式不做限定，其中，本领域技术人员可以根据具体的设计需求采用相同的获取方式来获取工作等效串联电阻和初始等效串联电阻，为了提高获取工作等效串联电阻和初始等效串联电阻的精确度，可以将采集模块1，设置为具体用于：

获取发电机组中发电机的转速信息和发电机组中的直流母线的纹波电压信息；

本实施例中采集模块1所实现的操作步骤的实现过程以及实现效果与上述实施例中步骤S111中的实现过程以及实现效果相同，具体可参考上述陈述内容，在此不再赘述。

根据转速信息和纹波电压信息确定工作等效串联电阻。

其中，本实施例中对于根据转速信息和纹波电压信息确定工作等效串联电阻的具体确定方式不做限定，本领域技术人员可以根据具体的设计需求进行设置，其中，较为优选的，可以将采集模块1，设置为具体还用于：

获取直流母线的电压平均值信息；

根据电压平均值信息和纹波电压信息，确定电压平均值信息与纹波电压信息的比值信息σ；

采用最小二乘法对比值信息σ、转速信息n和工作等效串联电阻R进行拟合计算，获得公式R＝β₀+β₁n+β₂σ，其中，β₀、β₁和β₂为常数；

本实施例中采集模块1所实现的操作步骤的实现过程以及实现效果与上述实施例中步骤S1121-S1123中的实现过程以及实现效果相同，具体可参考上述陈述内容，在此不再赘述。

根据公式R＝β₀+β₁n+β₂σ确定工作等效串联电阻。

其中，对于发电机组而言，可以包括多个等效串联电阻信息，例如可以包括直流正母排与O排之间的工作等效串联电阻、直流负母排与O排之间的工作等效串联电容以及直流正母排与直流负母排之间的工作等效串联电阻，其中，对于上述三种类型的工作等效串联电阻信息均可以采用上述方式来计算获取；另外，由于上述公式中的β₀、β₁和β₂为常数，因此，为了更加准确地获得工作等效串联电阻，将采集模块设置为还用于：

在确定工作等效串联电阻R与发电机转速n、比值信息σ之间的函数关系为R＝β₀+β₁n+β₂σ之后，根据R＝β₀+β₁n+β₂σ，获得公式Y＝XB+U，其中，U为常数；

根据公式计算得到β₀、β₁和β₂，并根据β₀、β₁和β₂，确定工作等效串联电阻与转速信息、比值信息的关系式为R＝g(n,σ)；

根据公式R＝g(n,σ)确定工作等效串联电阻。

本实施例中采集模块1所实现的操作步骤的实现过程以及实现效果与上述实施例中步骤S11241-S11243中的实现过程以及实现效果相同，具体可参考上述陈述内容，在此不再赘述。

通过上述矩阵推到过程，可以有效地获得工作等效串联电阻与转速信息和比值信息的函数关系，通过上述函数关系，可以准确、有效地获得工作等效串联电阻，有效地提高了工作等效串联电阻获取的精确可靠性，进而保证了该检测装置判断的准确可靠性。

在上述实施例的基础上，继续参考附图4可知，在经过判断电容出现故障后，为了避免发电机组发生火灾等事故情况，将处理模块2设置为还用于：

在确认支撑电容失效之后，向预设的报警装置发送告警信号。

本实施例中处理模块2所实现的操作步骤的实现过程以及实现效果与上述实施例中步骤S123中的实现过程以及实现效果相同，具体可参考上述陈述内容，在此不再赘述。

通过设置的报警装置，在发现支撑电容失效后，对用户进行报警提醒，使得用户可以及时更换并对支撑电容进行检修，有效地避免IGBT电路模块失效、变流柜起火等事故情况的产生，进而减少了人力、物力和财力的浪费与损失，有效地提高了该电容故障的检测装置的实用性，有利于市场的推广与应用。

本实施例的又一方面提供了一种风力发电机组，该风力发电机组包括上述的电容故障的检测装置。

通过在风力发电机组中设置有电容故障的检测装置，可以及时、有效地获得风力发电机组中支撑电容的工作状态，并且在支撑电容发生故障时，可以及时进行报警提示，避免了火灾等事故的发生，保证了风力发电机组使用的安全可靠性，有利于市场的推广与应用。

在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。

上述以软件功能单元的形式实现的集成的单元，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能单元存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)或处理器(processor)执行本发明各个实施例所述方法的部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

本领域技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。上述描述的装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (11)

1.一种电容故障的检测方法，其特征在于，包括：

获取发电机组中支撑电容的初始等效串联电阻和经过预设时间段后的所述支撑电容的工作等效串联电阻；

根据所述初始等效串联电阻和所述工作等效串联电阻，判断所述支撑电容是否失效。

2.根据权利要求1所述的电容故障的检测方法，其特征在于，所述根据所述初始等效串联电阻和所述工作等效串联电阻，判断所述支撑电容是否失效，具体包括：

若所述工作等效串联电阻大于或等于三倍的所述初始等效串联电阻，则确认所述支撑电容失效；或者，

若所述工作等效串联电阻小于三倍的所述初始等效串联电阻，则确认所述支撑电容处于正常工作状态。

3.根据权利要求1所述的电容故障的检测方法，其特征在于，获取经过预设时间段后的所述支撑电容的工作等效串联电阻，具体包括：

获取所述发电机组中发电机的转速信息和所述发电机组中的直流母线的纹波电压信息；

根据所述转速信息和所述纹波电压信息确定所述工作等效串联电阻。

4.根据权利要求3所述的电容故障的检测方法，其特征在于，所述根据所述转速信息和所述纹波电压信息确定所述工作等效串联电阻，具体包括：

获取所述直流母线的电压平均值信息；

根据所述电压平均值信息和所述纹波电压信息，确定所述电压平均值信息与所述纹波电压信息的比值信息σ；

采用最小二乘法对所述比值信息σ、所述转速信息n和所述工作等效串联电阻R进行拟合计算，获得公式R＝β₀+β₁n+β₂σ，其中，β₀、β₁和β₂为常数；

根据公式R＝β₀+β₁n+β₂σ确定所述工作等效串联电阻。

5.根据权利要求2所述的电容故障的检测方法，其特征在于，在确认所述支撑电容失效之后，所述方法还包括：

向预设的报警装置发送告警信号。

6.一种电容故障的检测装置，其特征在于，包括：

采集模块，用于获取发电机组中支撑电容的初始等效串联电阻和经过预设时间段后的所述支撑电容的工作等效串联电阻；

处理模块，用于根据所述初始等效串联电阻和所述工作等效串联电阻，判断所述支撑电容是否失效。

7.根据权利要求6所述的电容故障的检测装置，其特征在于，所述处理模块，具体用于：

若所述工作等效串联电阻大于或等于三倍的所述初始等效串联电阻，则确认所述支撑电容失效；或者，

若所述工作等效串联电阻小于三倍的所述初始等效串联电阻，则确认所述支撑电容处于正常工作状态。

8.根据权利要求6所述的电容故障的检测装置，其特征在于，所述采集模块，具体用于：

获取所述发电机组中发电机的转速信息和所述发电机组中的直流母线的纹波电压信息；

根据所述转速信息和所述纹波电压信息确定所述工作等效串联电阻。

9.根据权利要求8所述的电容故障的检测装置，其特征在于，所述采集模块，具体还用于：

获取所述直流母线的电压平均值信息；

根据所述电压平均值信息和所述纹波电压信息，确定所述电压平均值信息与所述纹波电压信息的比值信息σ；

采用最小二乘法对所述比值信息σ、所述转速信息n和所述工作等效串联电阻R进行拟合计算，获得公式R＝β₀+β₁n+β₂σ，其中，β₀、β₁和β₂为常数；

根据公式R＝β₀+β₁n+β₂σ确定所述工作等效串联电阻。

10.根据权利要求7所述的电容故障的检测装置，其特征在于，所述处理模块，还用于在确认所述支撑电容失效之后，向预设的报警装置发送告警信号。

11.一种风力发电机组，其特征在于，包括权利要求6-10中任意一项所述的电容故障的检测装置。